CN202402346U - 离心式风车叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种离心式风车叶轮，其包括：一底板；一入口侧壁板；多个第一叶轮以及多个第二叶轮。第一叶轮及第二叶轮皆结合于底板及入口侧壁板间，其中多个第一叶轮与多个第二叶轮交错设置以形成有多个流道，每一流道的入口流道高度大于出口流道高度且流道入口至流道出口的宽度均为一致。借由本实用新型的实施，可以减少气蚀现象的产生，因而增加流量及流速并减少噪音，相当于节省能源30％。

Description

离心式风车叶轮

技术领域

本实用新型涉及一种离心式风车叶轮，特别是涉及一种可提升流量及流速的离心式风车叶轮。

背景技术

图1A为现有习知的一种离心式风车叶轮的示意图。图1B为现有习知的一种离心式风车叶轮的剖视应用图。图2为现有习知的一种离心式风车的局部剖开图。图3为现有习知的一种前倾多翼型离心式叶轮的局部剖视图。

如图1A及图1B所示，现有习知的一种离心式风车叶轮100具有一壳体101、多个叶轮102、一壳体气体入口103及一壳体气体出口104，并且叶轮102的中心连接有一机械轴封105，机械轴封105上可以加装一个轴承座106，并且机械轴封105可以借由一轴心107及联轴器109连接于一马达110上，借由马达110来驱动叶轮102转动，其中轴心107及马达110可以放置固定于一底座111上，如此离心式风车叶轮100即可以借由马达110的驱动而开始转动。

如图1B及图2所示，离心式风车叶轮100中，叶轮102的设计要符合流量守恒的原理，入口流量必须等于出口流量(入口流量＝出口流量)，也就是入口流道断面积乘入口流速要等于出口流道断面积乘出口流速(入口流道断面积×入口流速＝出口流道断面积×出口流速)，此外流速比等于入口径乘以RPM后再除以出口径乘以RPM(流速比＝入口径×RPM/出口径×RPM)。因此从壳体气体入口103进去的气体流量会等同于所有从壳体气体出口104流出去的气体流量，但由于壳体气体出口104的宽度缩小后会妨碍气体流通且会增加流通的阻力，因此现有习知的离心式风车叶轮100常会以叶翼的形状制作流道并增加出口的截面积。

虽然增加出口截面积这样的叶翼设计会使得流道出口宽度逐渐变大，但当离心式风车叶轮100的转速增加，将使得气体流速增加，并提高流道内的气体压力，此时在流道内所形成的压力流层112会愈贴近流道的第一叶翼面，相对的在压力流层112与流道的第二叶翼面间产生气蚀现象。

气蚀现象是由于流道贴近第二叶翼面的压力流层112小于流道贴近第一叶翼面的压力流层112所造成，气蚀现象会在流道内靠近第二叶翼面的空间产生负压紊流113并造成气体的流量减少、流速减低及造成噪音。

如图3所示，现有习知航空用的NACA(National Advisory Committeefor Aeronaut ics)航空翼叶轮为一种前倾多翼型叶轮，由于此离心式风车叶轮100的旋转方向和离心力的方向不符，且两翼间的流道出口115端间隙大于流道入口114端的间隙，因此容易在相邻翼面间产生气蚀现象，以导致离心式风车叶轮100的效率仅为65％至70％。

有鉴于上述现有的离心式风车叶轮存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的离心式风车叶轮，能够改进一般现有的离心式风车叶轮，使其更具有实用性。经过不断的研究设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有的离心式风车叶轮存在的缺陷，而提供为一种离心式风车叶轮，其包括：一底板；一入口侧壁板；多个第一叶轮以及多个第二叶轮。本实用新型所要解决的技术问题是，减少气蚀现象的产生，进而增加流量、流速及减少噪音。

本实用新型的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。

本实用新型提供一种离心式风车叶轮，其包括：一底板，其为一板体并具有一传动接口；一入口侧壁板，其为一板体并具有一叶轮入口；多个第一叶轮，结合于底板及入口侧壁板间，且每一第一叶轮相邻底板侧具有一第一侧面及相邻入口侧壁板侧具有一第二侧面；以及多个第二叶轮，结合于底板及入口侧壁板间，并与第一叶轮交错设置以形成多个流道，又每一第二叶轮相邻入口侧壁板侧具有一第三侧面及相邻底板侧具有一第四侧面；其中叶轮入口与上述流道相连通，而每一流道的一入口流道高度大于流道的一出口流道高度，又每一流道的一叶翼入口宽度等于流道的一叶翼出口宽度。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

较佳的，前述的离心式风车叶轮，其中该入口侧壁板在该叶轮入口处延伸形成有一环状板体。

较佳的，前述的离心式风车叶轮，其中该环状板体的外侧具有一螺牙。

较佳的，前述的离心式风车叶轮，其中上述第一叶轮结合于该底板的一侧，又该底板上在上述第一叶轮间具有多个第一结合孔；上述第二叶轮结合于该入口侧壁板的一侧，又该入口侧壁板上在上述第二叶轮间具有多个第二结合孔，其中该第四侧面对应于上述第一结合孔处具有多个第一凸块以与上述第一结合孔相结合，又该第二侧面对应于上述第二结合孔处具有多个第二凸块以与上述第二结合孔相结合。

较佳的，前述的离心式风车叶轮，其中该入口侧壁板具有多个第三结合孔；该第二侧面及该第三侧面对应于该第三结合孔处具有多个第三凸块以与该第三结合孔相结合。

较佳的，前述的离心式风车叶轮，其进一步包括一孔环，该孔环结合于该底板的外围端部及该入口侧壁板的外围端部间，该孔环具有多个孔环开口且上述孔环开口与上述流道的出口位置相对应，并且每一该第一叶轮及每一该第二叶轮是由一第一翼板、一第二翼板及该孔环的一部分所组成。

较佳的，前述的离心式风车叶轮，其中该入口侧壁板为一入口端盖。

借由本实用新型的实施，至少可达到下列进步功效：

1、可以减少风车叶轮运转时在流道内气蚀现象的产生。

2、借此可以提升风车叶轮的流量及流速。

3、可以减少风车叶轮运转时所产生的噪音。

4、节省运转所耗费的能源。

5、借由入口端盖的设置，可以使风车叶轮内部产生更大的负压力。

综上所述，本实用新型在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1A为现有习知的一种离心式风车叶轮的示意图。

图1B为现有习知的一种离心式风车叶轮的剖视应用图。

图2为现有习知的一种离心式风车的局部剖开图。

图3为现有习知的一种前倾多翼型离心式叶轮的局部剖视图。

图4A为本实用新型实施例的一种离心式风车叶轮的剖视图。

图4B为沿图4A中C-C剖线的剖视图。

图5为本实用新型实施例的一种小型离心式风车叶轮的分解图。

图6为本实用新型实施例的一种中型离心式风车叶轮的分解图。

图7A为本实用新型实施例的一种大型离心式风车叶轮的局部剖开图。

图7B为本实用新型实施例的一种大型离心式风车叶轮的分解图。

图8为本实用新型实施例的一种后倾多翼型离心式风车的局部剖开图。

【主要元件符号说明】

100现有习知的离心式风车叶轮    101壳体

102叶轮                        103壳体气体入口

104壳体气体出口                105机械轴封

106轴承座                      107轴心

109联轴器                      110马达

111底座                        112压力流层

113负压紊流                    114流道入口

115流道出口                    10离心式风车叶轮

10A后倾多翼型离心式风车叶轮    20底板

21传动接口                     22第一结合孔

30入口侧壁板                   31叶轮入口

34第二结合孔                   35第三结合孔

36第三凸块                     40第一叶轮

42第二侧面                     43第二凸块

50第二叶轮                     51第三侧面

52第四侧面                     53第一凸块

64孔环                         65孔环开口

66第一翼板                     67第二翼板

68流道入口                     69流道出口

70入口端盖                     B₁叶翼入口宽度

B₂叶翼出口宽度                 W₁入口流道高度

W₂出口流道高度

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的离心式风车叶轮其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图4A为本实用新型实施例的一种离心式风车叶轮的剖视图。图4B为沿图4A中C-C剖线的剖视图。图5为本实用新型实施例的一种小型离心式风车叶轮的分解图。图6为本实用新型实施例的一种中型离心式风车叶轮的分解图。图7A为本实用新型实施例的一种大型离心式风车叶轮的局部剖开图。图7B为本实用新型实施例的一种大型离心式风车叶轮的分解图。图8为本实用新型实施例的一种后倾多翼型离心式风车的局部剖开图。

如图4A至图5所示，本实施例为一种离心式风车叶轮10，其包括：一底板20；一入口侧壁板30；多个第一叶轮40以及多个第二叶轮50。

底板20为一板体并具有一传动接口21，入口侧壁板30亦为一板体且具有一叶轮入口31。举例来说，为了使气体能流动平均以提升气体流通的效益，可以将底板20及入口侧壁板30设计为圆形板体，并且传动接口21及叶轮入口31可以设置于圆形板体的中心处。

在叶轮入口31的入口处可以延伸形成有一环状板体，环状板体的中心可以对应于传动接口21的中心，而环状板体的外侧又可以具有一螺牙，因此可以借由螺牙将离心式风车叶轮10锁固于其他应用的螺孔上。

第一叶轮40，结合于底板20及入口侧壁板30间，而每一第一叶轮40可以具有弯曲的外形并且弯曲的曲率可以皆相同，且每一第一叶轮40具有一第一侧面及一第二侧面42，其中第一侧面相邻于底板20侧并与底板20相接，而第二侧面42相邻于入口侧壁板30侧并与入口侧壁板30相接。

第二叶轮50，结合于底板20及入口侧壁板30间，而每一第二叶轮50同样可以具有弯曲的外形并且弯曲的曲率可以皆相同。每一第二叶轮50具有一第三侧面及一第四侧面52，其中第三侧面相邻于入口侧壁板30侧并与入口侧壁板30相接，而第四侧面52相邻于底板20侧并与底板20相接。

多个第二叶轮50与多个第一叶轮40相互交错设置以形成多个流道，叶轮入口31与流道相连通。而每一流道的入口流道高度W₁系大于流道之一出口流道高度W₂，且每一流道的叶翼入口宽度B₁至叶翼出口宽度B₂均为相等，借此可以符合流量守恒的原理；借由本实施例流道的设计，由于在流道高度慢慢变窄，因此可以消除气蚀现象，所以可以有效的提升气体流量、流速，其相当于节省运转能源的30％，此外更可以减少运转时的噪音。

如图5所示，第一叶轮40可先制作并结合于底板20的一侧，且底板20上可以具有多个第一结合孔22，而第一结合孔22分别位于相邻的两第一叶轮40间。举例来说，每两个相邻的第一叶轮40间的底板20上可具有至少两个第一结合孔22。而且第二叶轮50亦可先制作并结合于入口侧壁板30的一侧，同样的入口侧壁板30上可以具有多个第二结合孔34，而第二结合孔34亦分别位于相邻的第二叶轮50间。举例来说，每两个相邻的第二叶轮50间的入口侧壁板30上可具有至少两个第二结合孔34。

为了使第一叶轮40及第二叶轮50结合于底板20及入口侧壁板30之间，第二叶轮50的第四侧面52可以具有多个第一凸块53，且每一第一凸块53是对应于第一结合孔22的位置而设置，以与第一结合孔22相互对应结合；又第一叶轮40的第二侧面42可以具有多个第二凸块43，且每一第二凸块43是对应于第二结合孔34的位置而设置，以与第二结合孔34相互对应结合。如此一来，第一凸块53与第二凸块43可分别对应结合于第一结合孔22及第二结合孔34，以使第一叶轮40与第二叶轮50紧密结合于底板20及入口侧壁板30间，并且以对接错位的方式形成流道。

如图6所示，第一叶轮40与第二叶轮50也可以都先结合于底板20上，以使得第一叶轮40的第一侧面及第二叶轮50的第四侧面先结合于底板20上，而让第一叶轮40的第二侧面42及第二叶轮的第三侧面51可再与入口侧壁板30结合。因此，入口侧壁板30可以具有多个第三结合孔35，而第二侧面42及第三侧面51上可以具有多个第三凸块36，且每一第三凸块36系对应于第三结合孔35的位置而设置，以与第三结合孔35相结合。借此，可使得第一叶轮40与第二叶轮50紧密结合于底板20及入口侧壁板30间。此实施例可以应用铣床加工出第一叶轮40及第二叶轮50并同时形成流道，以铣床加工的流道，其流道的表面会较平滑、阻力较小，同时也可以减少噪音。

如图7A及图7B所示，离心式风车叶轮可再进一步包括一孔环64，孔环64可以结合于底板20的外围端部及入口侧壁板30的外围端部间。孔环64具有多个孔环开口65，并且每一孔环开口65分别与流道的出口位置相对应，以用来限制流道的出口总截面积。

每一第一叶轮40及每一第二叶轮50可以分别由一第一翼板66、一第二翼板67及孔环64的一部分所组成，因此第一叶轮40的第一翼板66可与相邻的第二叶轮50的第二翼板67形成流道，并以孔环开口65限制流道的出口总截面积。而第一翼板66及第二翼板67可以用以焊接的方式来成型，并且也可以进一步用焊接的方式将第一翼板66、第二翼板67连同孔环64与底板20及入口侧壁板30结合在一起。

如图4A至图7B所示的各实施例，由于叶轮入口31与流道相连通，而每一流道的入口流道高度W₁大于每一流道的出口流道高度W₂，又每一流道的叶翼入口宽度B₁等于每一流道的叶翼出口宽度B₂。现有习知改变叶翼出口宽度，使叶翼出口宽度渐缩并不能改善气蚀现象，惟有本实施方式使每一流道的入口流道高度W₁大于出口流道高度W₂且叶翼入口宽度B₁等于叶翼出口宽度B₂，才能改善气蚀现象。借由将流道的高度设计成自流道入口68处向流道出口69处逐渐变窄，以缩小流道出口69，进而使气体在流道内所产生的压力流层不会有空间产生负压紊流，以避免在流道中产生气蚀的现象，并且当气体流出流道出口69时，不会减少气体的流量及流速，也较不会有噪音的产生。

如图8所示，其中后倾多翼型离心式风车叶轮10A可应用于航空用的NACA航空翼叶轮上，并且入口侧壁板可以为一入口端盖70并使得后倾多翼型离心式风车叶轮10A的空室内产生有更大的负压力，又由于后倾多翼型离心式风车叶轮10A为一种NACA航空翼逆向式叶翼，使得后倾多翼型离心式风车叶轮10A的两翼面间的流道出口69端的间隙小于流道入口68端的间隙，因此后倾多翼型离心式风车叶轮10A能产生更集中的离心力，并且达到90％以上的效率。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种离心式风车叶轮，其特征在于其包括：

一底板，其为一板体并具有一传动接口；

一入口侧壁板，其为一板体并具有一叶轮入口；

多个第一叶轮，结合于该底板及该入口侧壁板间，且每一该第一叶轮相邻该底板侧具有一第一侧面及相邻该入口侧壁板侧具有一第二侧面；以及

多个第二叶轮，结合于该底板及该入口侧壁板间，并与上述第一叶轮交错设置并形成多个流道，又每一该第二叶轮相邻该入口侧壁板侧具有一第三侧面及相邻该底板侧具有一第四侧面；

其中该叶轮入口与上述流道相连通，而每一该流道的一入口流道高度大于该流道的一出口流道高度，又每一该流道的一叶翼入口宽度等于该流道的一叶翼出口宽度。

2.如权利要求1所述的离心式风车叶轮，其特征在于其中该入口侧壁板在该叶轮入口处延伸形成有一环状板体。

3.如权利要求2所述的离心式风车叶轮，其特征在于其中该环状板体的外侧具有一螺牙。

4.如权利要求1所述的离心式风车叶轮，其特征在于其中上述第一叶轮结合于该底板的一侧，又该底板上在上述第一叶轮间具有多个第一结合孔；上述第二叶轮结合于该入口侧壁板的一侧，又该入口侧壁板上在上述第二叶轮间具有多个第二结合孔，其中该第四侧面对应于上述第一结合孔处具有多个第一凸块以与上述第一结合孔相结合，又该第二侧面对应于上述第二结合孔处具有多个第二凸块以与上述第二结合孔相结合。

5.如权利要求1所述的离心式风车叶轮，其特征在于其中该入口侧壁板具有多个第三结合孔；该第二侧面及该第三侧面对应于该第三结合孔处具有多个第三凸块以与该第三结合孔相结合。

6.如权利要求1所述的离心式风车叶轮，其特征在于其进一步包括一孔环，该孔环结合于该底板的外围端部及该入口侧壁板的外围端部间，该孔环具有多个孔环开口且上述孔环开口与上述流道的出口位置相对应，并且每一该第一叶轮及每一该第二叶轮是由一第一翼板、一第二翼板及该孔环的一部分所组成。

7.如权利要求1所述的离心式风车叶轮，其特征在于其中该入口侧壁板为一入口端盖。

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